SIP là một giao thức phân lớp cho phép nhiều module khác nhau thực hiện chức năng độc lập với sự kết nối lỏng giữa mỗi lớp. Cấu trúc của SIP trong quá trình gửi yêu cầu và nhận đáp ứng đƣợc phân lớp nhƣ trên hình 2.17.
Cú pháp và mã hóa Truyền tải Giao dịch Giao dịch người dùng Hình 2.17: Các lớp giao thức SIP
Lớp đầu tiên trong giao thức là lớp cú pháp và mã hóa. Lớp này sử dụng văn phạm ABNF (Augmented Backus-Naur Form) để đƣa ra các nguyên tắc mã hóa và
khuôn dạng cú pháp cho bản tin SIP. Khuôn dạng này đƣợc mô tả chi tiết trong RFC2234.
Lớp thứ hai trong cấu trúc SIP là lớp truyền tải. Đây là lớp chỉ thị cho client gửi yêu cầu và nhận các đáp ứng và server nhận yêu cầu và gửi các đáp ứng nhƣ thế nào. Lớp truyền tải gần giống với lớp socket của một thực thể SIP.
Lớp thứ ba trong cấu trúc SIP là lớp giao dịch. Một giao dịch trong các thuật ngữ SIP là một yêu cầu đƣợc gửi bởi một client tới một server, cùng với tất cả các đáp ứng cho yêu cầu đƣợc đó đƣợc gửi từ server về client. Lớp giao dịch xử lý việc tƣơng thích đáp ứng cho yêu cầu. Thời gian hết hạn của quá trình phát lại và giao dịch của lớp ứng dụng cũng đƣợc xử lý trong lớp này và phụ thuộc vào giao thức truyền tải đƣợc sử dụng. Các giao dịch sử dụng lớp truyền tải để gửi và nhận yêu cầu và đáp ứng.
Lớp thứ tƣ là lớp giao dịch chứa bốn cơ chế trạng thái giao dịch. Mỗi cơ chế trạng thái giao dịch có các tham số định thời, nguyên tắc phát lại và nguyên tắc kết cuối riêng biệt.